ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗЪЕМ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ Российский патент 2020 года по МПК H01R12/70 

Область техники, к которой относится изобретение.

Настоящая группа изобретений относится к электрическим разъемам, включающим в себя корпус, имеющий контактное отверстие, в полости которого расположен электрический контакт, а также к соответствующим электрическим соединениям, и может быть использовано, например, при обеспечении электрического соединения в движущихся деталях.

Уровень техники.

Своей первой стороной настоящая группа изобретений относится к электрическому разъему.

В настоящее время существует множество электрических разъемов. Самое распространенное из них - вилка и розетка. Но они не являются взаимозаменяемыми. А если бы напряжение подавалось случайным образом на один из разъемов, то у вилки обязательно есть открытые электрические контакты, к которым можно коснуться и замкнуть электрическую цепь. Если это высоковольтный контакт, то это может причинить серьезный вред здоровью и даже жизни. Если речь идет об электрическом соединении для передачи данных, то прикосновение к электрическим контактам рукой может внести помехи в работу устройств. Если в разомкнутом состоянии является нежелательным, чтобы электрические контакты выступали за пределы объема корпуса разъема, то не удастся обеспечить электрическое соединение при соприкосновении разъемов.

Своей второй стороной настоящая группа изобретений относится к электрическому соединению, составленному из пары одинаковых электрических разъемов. Так как они описаны выше, то к электрическому соединению относятся все те же мотивы, что и для электрических разъемов.

Раскрытие изобретения.

Своей первой стороной настоящее изобретение, главным образом, имеет целью предложить электрический разъем, включающий в себя корпус, имеющий контактное отверстие, в полости которого расположен электрический контакт, позволяющую обеспечить расширение арсенала электрических разъемов, а также обеспечить надежное электрическое соединение между разъемами в замкнутом положении, когда каждый из них по отдельности не имеет выступающих за пределы корпуса электрических контактов, что и является поставленной технический задачей.

Для достижения этой цели, электрический контакт выполнен в виде магнитного шара и прижимающего средства из проводящего электрический ток материала, при этом прижимающее средство расположено по отношению к магнитному шару таким образом, чтобы прижимать его по направлению от контактного отверстия в корпусе.

Благодаря таким выгодным характеристикам появляется возможность исключения выступания электрического контакта за пределы объема корпуса для электрического разъема, когда он находится в разомкнутом состоянии, но при соприкосновении с таким же аналогичным электрическим разъемов надежного соединения между ними с образованием замкнутой сети. Соединение таких электрических разъемов допускает некоторый люфт между ними, как параллельным сдвигом, так и поворотом.

Магнитные шары выдвигаются навстречу друг другу на небольшую величину и могут компенсировать зазор между корпусами электрических разъемов.

Существует еще один возможный, но не обязательный вариант изобретения, в котором прижимающее средство выполнено в виде пружины, имеющей кольцевой участок, внутренний диаметр которого меньше диаметра магнитного шара.

Благодаря таким выгодным характеристикам появляется возможность конкретного осуществления изобретения в варианте, когда именно кольцевой участок обеспечивает плотное соприкосновение по окружности с магнитом.

Благодаря тому, что внутренний диаметр кольцевого участка меньше диаметра магнитного шара, шар касается не в одной точке, а по кругу, обеспечивая хороший электрический контакт и отсутствие дребезга в этом месте.

Существует также возможный вариант изобретения, в котором прижимающее средство выполнено в виде пружины, выполненной в виде спирали.

Благодаря таким выгодным характеристикам появляется аналогичная возможность другого конкретного осуществления изобретения в варианте, когда именно центральное отверстие обеспечивает плотное соприкосновение по окружности с магнитом, так как оно очень близко к окружности.

Существует также еще один возможный вариант изобретения, в котором спираль имеет кольцевой участок, внутренний диаметр которого меньше диаметра магнитного шара.

Благодаря данной выгодной характеристике обеспечивается возможность соединения вышеуказанных признаков.

Существует также и такой вариант изобретения, в котором прижимающее средство выполнено из диамагнитного материала.

Благодаря данной выгодной характеристике обеспечивается возможность наличия слабого магнитного взаимодействия между прижимающим устройством и магнитным шаром, что облегчает его вращение.

Существует также альтернативный предыдущему вариант изобретения, в котором прижимающее средство выполнено из ферромагнитного материала.

Благодаря данной выгодной характеристике обеспечивается возможность наличия магнитного взаимодействия между прижимающим устройством и магнитным шаром, что не облегчает его вращение, но улучшает электрический контакт между ними.

Своей второй стороной настоящее изобретение имеет целью предложить электрическое соединение, включающее в себя два электрических разъема, каждый из которых включает в себя корпус, имеющий контактное отверстие, в полости которого расположен электрический контакт, позволяющее обеспечить расширение арсенала электрических соединений, а также обеспечить надежное электрическое соединение между разъемами в замкнутом положении, когда каждый из них по отдельности не имеет выступающих за пределы корпуса электрических контактов, что и является поставленной технический задачей.

Для достижения этой цели электрический контакт каждого электрического разъема выполнен в виде магнитного шара и прижимающего средства из проводящего электрический ток материала, при этом прижимающее средство каждого электрического разъема расположено по отношению к своему магнитному шару таким образом, чтобы прижимать его по направлению от контактного отверстия в корпусе.

Благодаря таким выгодным характеристикам появляется возможность исключения выступания электрического контакта за пределы объема корпуса для электрического разъема, когда он находится в разомкнутом состоянии, но при соприкосновении с таким же аналогичным электрическим разъемов надежного соединения между ними с образованием замкнутой сети. Соединение таких электрических разъемов допускает некоторый люфт между ними, как параллельным сдвигом, так и поворотом.

Магнитные шары выдвигаются навстречу друг другу на небольшую величину и могут компенсировать зазор между корпусами электрических разъемов.

Краткое описание чертежей.

Другие отличительные признаки и преимущества данной группы изобретений ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:

- фигура 1 изображает внешний вид в разрезе пары электрических разъемов, образующих электрическое соединение в момент начала взаимодействия, согласно изобретению,

- фигура 2 изображает внешний вид в разрезе пары электрических разъемов, образующих электрическое соединение после взаимодействия магнитных шаров, согласно изобретению,

- фигура 3 изображает внешний вид одного из вариантов прижимающего средства, согласно изобретению,

- фигура 4 изображает внешний вид в разрезе пары электрических разъемов, образующих электрическое соединение после взаимодействия магнитных шаров, в другом варианте исполнения прижимающего средства, согласно изобретению,

- фигура 5 изображает внешний вид другого варианта прижимающего средства в виде спирали, согласно изобретению,

- фигура 6 изображает внешний вид в разрезе пары электрических разъемов, образующих электрическое соединение после взаимодействия магнитных шаров, в еще одном варианте исполнения прижимающего средства, согласно изобретению,

- фигура 7 изображает внешний вид другого варианта прижимающего средства в виде еще одной спирали, согласно изобретению,

- фигура 8 изображает внешний вид в разрезе пары электрических разъемов, образующих электрическое соединение после взаимодействия магнитных шаров, в еще одном варианте исполнения прижимающего средства, согласно изобретению,

- фигура 9 изображает внешний вид еще одного варианта прижимающего средства в виде еще одной спирали, согласно изобретению.

На фигурах обозначены:

1 - корпус

2 - контактное отверстие

3 - полость корпуса

4 - магнитный шар

5 - пружина

6 - кольцевой участок

7 - спираль

Согласно фигурам 1-9 электрический разъем включает в себя корпус 1, имеющий контактное отверстие 2, в полости 3 которого расположен электрический контакт. Электрический контакт выполнен в виде магнитного шара 4 и прижимающего средства из проводящего электрический ток материала. Прижимающее средство расположено по отношению к магнитному шару 4 таким образом, чтобы прижимать его по направлению от контактного отверстия 2 в корпусе 1.

Прижимающее средство выполнено в виде пружины 5, имеющей кольцевой участок 6, внутренний диаметр которого меньше диаметра магнитного шара 4.

Прижимающее средство выполнено в виде пружины, выполненной в виде спирали 7.

Спираль имеет кольцевой участок 6, внутренний диаметр которого меньше диаметра магнитного шара.

Прижимающее средство выполнено из диамагнитного или ферромагнитного материала.

Диаметр магнитного шара больше диаметра контактного отверстия.

Буквами N и S на фигурах условно показано «северный» и «южный» магнитный полюса магнитных шаров.

Осуществление изобретения.

Работу данного изобретения опишем на примере электрического соединения, которое включает в себя как раз два электрических разъема.

Приведем наиболее исчерпывающий пример реализации изобретения. Имея в виду, что данный пример не ограничивает применения изобретения.

Этап 1. Подают электрический сигнал или электрическое напряжение на один из электрических разъемов.

Этап 2. При приближении второго электрического разъема на расстояния взаимодействия, магнитные шары разных электрических разъемов под действием магнитного поля поворачиваются противоположными магнитными полюсами и притягиваются друг к другу.

Прижимающие средства в виде пружины из диамагнетика каждого из электрических разъемов обеспечивают надежный контакт пружины (являющейся при этом продолжением электрического контакта) и магнитного шара по всей окружности соприкосновения.

То есть при взаимодействии с аналогичным магнитным контактом происходит переориентация магнитных шаров и дальнейшее взаимное притяжением вплоть до физического контакта. Вследствие чего образуется электрическое соединение всей цепи.

В момент соприкосновения пружины взаимодействующих контактов испытывает механическое напряжение, обеспечивающее одновременно удержание контактов в сомкнутом состоянии и выравнивание контактов относительно друг друга в плоскости соприкосновения вплоть до совпадения нормалей, проходящих через центры магнитных шаров

Этап 3. При размыкании электрических разъемов, при воздействии силы, превышающей силу магнитного взаимодействия шаров, происходит разрыв цепи и одновременно прижимающие средства начинают прижимать магнитный шар внутри корпуса, обеспечивая отсутствие выступания электрического контакта за внешнюю поверхность корпуса.

Промышленная применимость.

Электрический разъем, как и электрическое соединение могут быть осуществлены специалистом на практике и при осуществлении обеспечивают реализацию заявленного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения.

В соответствии с предложенным изобретением изготовлен опытный образец электрического разъема.

Испытания опытного образца пары электрических разъемов показали, что они:

- не имеют признаков «пама-мама» и могут быть применены любой с любым;

- благодаря тому, что диаметр кольцевого участка пружины меньше, чем диаметр магнитного шара, то шар касается его не в одной точке, а по кругу, обеспечивая хороший электрический контакт и отсутствие дребезга в этом месте;

- пружина прижимает магнитный шар и удерживает его во внутреннем положении, то есть внутри объема корпуса в то время, когда нет контактной пары и магнитный шар ни к чему не подмагничен. В результате он не болтается в своей нише в нерабочем положении;

- пружина задвигает магнитный шар внутрь корпуса, когда нет парного разъема, так что не образуется лишних трущихся поверхностей, если корпус имеет плоские грани;

- магнитный шар, поворачиваясь под действием магнитных полей при появлении пары (по-разному поляризованных пар) протирает собой внутреннюю кромку кольцевого участка, обеспечивая отсутствие окисления, снимает образующийся оксид и обеспечивает хороший электрический контакт;

- так как диаметр магнитного шара несколько больше диаметра контактного отверстия, то есть некоторый зазор, который позволяет магнитному шару немного выдвигаться за внешние границы корпуса разъема в соединенном состоянии (при магнитном взаимодействии с другим электрическим разъемом), что решает проблему с нестабильным зазором между разными электрическими разъемами;

- такие электрические разъемы годятся для встраивания в корпуса, имеющие плоскости, предназначенные для работы на “сдвиг". Это важное свойство обычно не присущее контактам. То есть одна поверхность может сдвигаться/тереться относительно другой, и при этом электрический контакт будет сохраняться;

- при использовании таких электрических разъемов возникает приятное тактильное ощущение и слышится приятный щелчок при примагничивании, что создает уникальный пользовательский опыт, является звуковым индикатором наличия электрического соединения.

Таким образом, за счет того, что в электрическом разъеме электрический контакт выполнен в виде магнитного шара и прижимающего средства из проводящего электрический ток материала, при этом прижимающее средство расположено по отношению к магнитному шару таким образом, чтобы прижимать его по направлению от контактного отверстия в корпусе и достигается заявленный технический результат, а именно: расширение арсенала электрических соединений, обеспечение надежности электрического соединения между разъемами в замкнутом положении, когда каждый из них по отдельности не имеет выступающих за пределы корпуса электрических контактов.

Изобретение относится к электротехнике. Корпус электрического разъема имеет контактное отверстие, в полости которого расположен электрический контакт, выполненный в виде магнитного шара и прижимающего средства из проводящего электрический ток материала, расположенного по отношению к магнитному шару таким образом, чтобы прижимать его по направлению от контактного отверстия в корпусе. Электрическое соединение включает в себя пару таких электрических разъемов. Технический результат заключается в обеспечении надежности электрического соединения между разъемами в замкнутом положении, когда каждый из них по отдельности не имеет выступающих за пределы корпуса электрических контактов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Электрический разъем, включающий в себя корпус, имеющий контактное отверстие, в полости которого расположен электрический контакт, электрический контакт выполнен в виде магнитного шара и прижимающего средства из проводящего электрический ток материала, при этом прижимающее средство расположено по отношению к магнитному шару таким образом, чтобы прижимать его по направлению от контактного отверстия в корпусе, отличающийся тем, что прижимающее средство выполнено в виде пружины, выполненной в виде спирали и имеющей кольцевой участок, внутренний диаметр которого меньше диаметра магнитного шара.

2. Электрический разъем по п. 1, отличающийся тем, что прижимающее средство выполнено из диамагнитного материала.

3. Электрический разъем по п. 1, отличающийся тем, что прижимающее средство выполнено из ферромагнитного материала.

4. Электрическое соединение, включающее в себя два электрических разъема, каждый из которых включает в себя корпус, имеющий контактное отверстие, в полости которого расположен электрический контакт, электрический контакт каждого электрического разъема выполнен в виде магнитного шара и прижимающего средства из проводящего электрический ток материала, при этом прижимающее средство каждого электрического разъема расположено по отношению к своему магнитному шару таким образом, чтобы прижимать его по направлению от контактного отверстия в корпусе, отличающееся тем, что прижимающее средство каждого электрического разъема выполнено в виде пружины, выполненной в виде спирали и имеющей кольцевой участок, внутренний диаметр которого меньше диаметра магнитного шара.